三维重建是机器视觉研究的目的和方向之一,原理是通过机器的眼睛获得的二维平面的图像,从二维图像中提取三维信息,从而重建三维场景模型,在文物保护、游戏开发、医学诊断、逆向工程和缺陷检测等领域有着广泛的应用。传统接触式的三维重建方法速度慢且容易对被重建物体造成一定形变,非接触测量无需与物体表面接触,通过物体表面反射的投影信息重新建立物体表面模型,因此可以保护物体表面。结构光法将投影仪和相机集成在同一个装置,操作方便,数据连续性不高;光度立体法需要准备四个光源轮流打光,操作复杂但是重建的效果表面光滑连续性好,相对比较准确。本文基于光度立视觉对结构光重建的效果进行优化,主要工作内容如下:（1）搭建光度立体实验平台,研究光度立体的重建算法。本文以石膏材料研究对象,通过相机的选型和系统设计搭建实验研究平台,进行相机标定,开发实验软件界面,研究光度立体算法流程。（2）探究点光源和条形光源对光度立体重建的效果影响。理论上光度立体法是要采用无限远点光源进行打光,但是在工业应用或者近场条件下,条形光发光模型更加接近平行光,本文具体实验为依据,通过实验和重建效果的探究确定光源的选型。（3）探究自然光对光度立体重建的效果的影响。工业检测经常难以保证暗室的环境,理论上光度立体视觉是以图像的光度信息恢复物体表面的三维信息,如果受到自然光的干扰会造成一定的误差,本文在图像空域上研究自然光对物体的重建的影响。（4）研究光度立体和结构光重建方法的融合算法。提出一种法向量的高低频融合方法,通过空域滤波对两者法向量提取高频和低频信息,进而融合,提高了结构光重建的精度和改善了重建效果。（5）研究多光谱光度立体成像以及和结构光法融合。彩色图转换为灰度图会丢失部分信息,多光谱光度立体利用光度信息更多的彩色图像进行重建,本文探究多光谱光度立体和结构光法融合的效果。